FR2588328A1

FR2588328A1 - VERIN A STOP IN ANY POINT

Info

Publication number: FR2588328A1
Application number: FR8514905A
Authority: FR
Inventors: Robert Barthe
Original assignee: Schrader SA
Current assignee: Schrader SA
Priority date: 1985-10-04
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1987-04-10
Also published as: FR2588328B1; EP0219439A1

Abstract

LE VERIN A ARRET EN TOUT POINT COMPREND UNE TIGE 1 DE VERIN CONSISTANT EN UN TUBE COULISSANT SUR UN PISTON FIXE 2, AINSI QU'UN CARTER 3 ET AU MOINS UN ELEMENT DE GUIDAGE EMPECHANT LA ROTATION DE LA TIGE DE VERIN. L'ELEMENT DE GUIDAGE RESTE A L'INTERIEUR DU CARTER 3 LORS DE LA SORTIE DE LA TIGE 1 DE VERIN ET COMPREND UNE VIS REVERSIBLE 4 ENTRAINEE EN ROTATION PAR LE DEPLACEMENT DE LA TIGE 1 DE VERIN. LA VIS REVERSIBLE 4 EST DISPOSEE EXTERIEUREMENT ET PARALLELEMENT AU PISTON FIXE 2 ET A UNE LONGUEUR CORRESPONDANT SENSIBLEMENT A LA COURSE TOTALE DE LA TIGE 1 DE VERIN. LA VIS REVERSIBLE 4 EST EQUIPEE D'UN ORGANE DE BLOCAGE 18 APTE A EN ARRETER LA ROTATION POUR UNE COURSE DONNEE DE LA TIGE 1 DE VERIN. L'ORGANE DE BLOCAGE 18 EST COMMANDE PAR DES CAPTEURS 16 OU PAR UN CODEUR ROTATIF 21.THE CYLINDER HAS STOPPED AT ANY POINT CONSISTS OF A CYLINDER ROD 1 CONSISTING OF A SLIDING TUBE ON A FIXED PISTON 2, AS WELL AS A CRANKCASE 3 AND AT LEAST ONE GUIDANCE ELEMENT PREVENTING THE ROTATION OF THE CYLINDER ROD. THE GUIDANCE ELEMENT REMAINS INSIDE THE HOUSING 3 WHEN THE CYLINDER ROD 1 IS EXIT AND INCLUDES A REVERSIBLE SCREW 4 DRIVEN IN ROTATION BY THE MOVEMENT OF THE CYLINDER ROD 1. THE REVERSIBLE SCREW 4 IS ARRANGED OUTSIDE AND PARALLEL TO THE FIXED PISTON 2 AND AT A LENGTH SENSITIVELY CORRESPONDING TO THE TOTAL STROKE OF THE CYLINDER ROD 1. THE REVERSIBLE SCREW 4 IS EQUIPPED WITH A LOCKING ORGAN 18 SUITABLE TO STOP THE ROTATION FOR A GIVEN STROKE OF THE CYLINDER ROD 1. LOCKING DEVICE 18 IS CONTROLLED BY SENSORS 16 OR BY A ROTARY ENCODER 21.

Description

- 1 - 2588328- 1 - 2588328

VERIN A ARRET EN TOUT POINTVERIN A STOP IN ANY POINT

La présente invention se rapporte & un vérin du type comportant une tige vérin qui consiste en un tube coulissant sur un piston fixe, un carter et au moins un élément de guidage. L'élément de guidage est une vis réversible entraînée en rotation lors des mouvements de sortie et de rentrée de la tige de vérin et celle-ci peut être arrêtée en tout point le long de sa course. Le vérin, de grande précision, trouve une utilisation The present invention relates to a jack of the type comprising a jack rod which consists of a sliding tube on a fixed piston, a housing and at least one guide element. The guide element is a reversible screw driven in rotation during the movements of exit and retraction of the cylinder rod and it can be stopped at any point along its stroke. The cylinder, of great precision, finds a use

avantageuse dans les manipulateurs et robots. advantageous in manipulators and robots.

On connaît des vérins o la tige est mobile et coulisse sur un piston fixe. Dans ce type de vérin, on prévoit au moins un élément de guidage qui permet de supporter les efforts en torsion, d'empêcher la rotation Cylinders are known where the rod is movable and slides on a fixed piston. In this type of cylinder, at least one guide element is provided which makes it possible to withstand torsional forces, to prevent rotation

de la tige et d'assurer la rigidité nécessaire. of the rod and to ensure the necessary rigidity.

Habituellement, l'élément de guidage est une tige. La tige de guidage sort normalement avec la tige de vérin, Usually, the guide element is a rod. The guide rod normally comes out with the cylinder rod,

ce qui conduit à un encombrement maximum. which leads to maximum congestion.

Dans la demande de brevet français no 84.10485 de la déposante, les difficultés sont résolues en In the French patent application No. 84.10485 of the applicant, the difficulties are solved in

prévoyant une tige de guidage qui reste à l'inté- providing a guide rod which remains in the

rieur du carter lors de la sortie de la tige de vérin. crankcase when exiting the cylinder rod.

Par ailleurs, il est décrit dans l'exposé d'in- Moreover, it is described in the statement of in-

vention FR 2 394 702, un vérin & tige intérieure creuse, coaxiale à la tige de déplacement, et comprenant un dispositif de blocage sur la tige de déplacement permettant un mouvement d'avance pas à pas avec FR 2 394 702, a cylinder / inner hollow rod, coaxial with the displacement rod, and comprising a locking device on the displacement rod allowing a step advance movement with

verrouillage temporaire%.temporary lock%.

L'invention vise à exploiter et combiner les ava-ntage-s-de-s-vérinfs décrits ci-dessus, tout en assurant un arrêt très précis en tout point de la course de la The invention aims to exploit and combine the ava-ntage-s-s-of-s-cylinder described above, while ensuring a very precise stop at any point of the race of the

tige de vérin et en empêchant la rotation de celle-ci. cylinder rod and preventing rotation thereof.

Pour ce faire, le vérin selon l'invention comporte une tige de vérin consistant en un tube coulissant sur un piston fixe, un carter et au moins un élément de guidage empêchant la rotation de la tige de vérin. L'élément de guidage reste à l'intérieur du carter lors de la sortie de la tige de vérin et comprend une vis réversible entraînée en rotation par le déplacement de la tige. Cette vis réversible est disposée extérieurement et parallèlement au piston fixe et à une longueur correspondant sensiblement à la course totale de la tige de vérin. La vis réversible est équipée d'un organe de blocage apte à en arrêter la rotation pour une course To do this, the jack according to the invention comprises a jack rod consisting of a tube sliding on a fixed piston, a housing and at least one guide member preventing the rotation of the cylinder rod. The guide member remains inside the housing during the output of the cylinder rod and comprises a reversible screw driven in rotation by the displacement of the rod. This reversible screw is disposed outside and parallel to the fixed piston and to a length substantially corresponding to the total stroke of the cylinder rod. The reversible screw is equipped with a locking member able to stop rotation for a race

donnée de la tige de vérin.data of the cylinder rod.

Ainsi, la tige de vérin peut tre à vo- Thus, the cylinder rod can be at your disposal.

lonté arrêtée ou immobilisée en tout point, une ou arrested or immobilized at any point, one or

plusieurs fois, sur la totalité de sa course. several times, on the whole of his race.

Avantageusement, le fond de la tige de vérin comprend, disposé excentriquement et perpendiculairement à son axe, un prolongement qui prend appui sur la vis réversible, ce qui l'entralne en rotation lors du déplacement de la tige de vérin. De préférence, le prolongement entoure complètement la vis réversible. En - 2 - Advantageously, the bottom of the jack rod comprises, arranged eccentrically and perpendicularly to its axis, an extension which bears on the reversible screw, which entails it in rotation during the displacement of the jack rod. Preferably, the extension completely surrounds the reversible screw. In 2 -

- 3 2588328- 3 2588328

outre, l'organe de blocage peut en même temps servir à In addition, the locking member can at the same time serve to

verrouiller la vis réversible à l'arrêt. lock the reversible screw when stopped.

Dans une première forme d'exécution, l'organe de blocage est commandé par des capteurs détectant la course de la tige de vérin. Ces capteurs sont activés par contact avec le prolongement du fond de la tige entourant la vis réversible. En variante, les capteurs sont des détecteurs inductifs de proximité, ils sont donc activés sans qu'il y ait contact. Dans les deux cas, la position In a first embodiment, the locking member is controlled by sensors detecting the stroke of the cylinder rod. These sensors are activated by contact with the extension of the bottom of the rod surrounding the reversible screw. Alternatively, the sensors are inductive proximity sensors, they are activated without contact. In both cases, the position

des capteurs est réglable.sensors is adjustable.

Dans une deuxième forme d'exécution, l'organe de blocage est commandé par un codeur, de préférence un codeur rotatif placé par exemple à l'extrémité de la vis In a second embodiment, the locking member is controlled by an encoder, preferably a rotary encoder placed for example at the end of the screw.

réversible derrière l'organe de blocage. reversible behind the locking member.

Comme vis réversible, on peut utiliser une vis As reversible screw, one can use a screw

à billes ou une vis à galets.ball or roller screw.

On aura compris en outre que la vis réversible contribue favorablement au maintien et à la rigidité de It will be understood further that the reversible screw contributes favorably to the maintenance and rigidity of

l'ensemble du vérin.the whole cylinder.

Il faut enfin considérer que, dans un vérin, la tige est supportée par un ou plusieurs paliers, ce qui définit une course limite maximum de la tige à cause du porte-à-faux. Selon un aspect de l'invention et de par la construction du vérin, les paliers peuvent être disposés selon un écartement variable de façon à Finally, it must be considered that, in a cylinder, the rod is supported by one or more bearings, which defines a maximum limit stroke of the rod because of the cantilever. According to one aspect of the invention and the construction of the jack, the bearings can be arranged in a variable spacing so as to

augmenter le guidage en fonction de la course. increase the guidance according to the stroke.

- 4 -2588328- 4 -2588328

En d'autres termes et dépendant des dimensions du vérin et la course de guidage, on détermine un écartement optimum des paliers. A titre indicatif, on considère que l'écartement des paliers est à fixer dans une relation de proportion avec la course totale de tige In other words and depending on the dimensions of the cylinder and the guide stroke, an optimum spacing of the bearings is determined. As an indication, it is considered that the spacing of the bearings is to be set in a relationship of proportion with the total stroke rod

du vérin désirée.of the desired cylinder.

L'invention sera mieux comprise en référence au The invention will be better understood with reference to

dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif. attached drawing, given by way of non-limiting example.

Dans ce dessin, figure unique, on reconnaît en coupe longitudinale un vérin comprenant une tige 1 constituée d'un tube coulissant sur un piston fixe 2. Le vérin comprend un carter 3 et un élément de guidage 4 In this drawing, a single figure, a longitudinal section is a cylinder comprising a rod 1 consisting of a sliding tube on a fixed piston 2. The cylinder comprises a housing 3 and a guide element 4

sous forme d'une vis à billes.in the form of a ball screw.

Le piston 2 comprend une tête de piston 5 qui coulisse & l'intérieur de la tige de vérin 1 par l'intermédiaire de joints d'étanchéité 6 et à travers le fond de la tige de vérin 1 grace à des joints d'étanchéité 8. A l'extrémité de la tige de vérin 1 se trouve un élément de raccordement 9 permettant de fixer les accessoires, par exemple un manipulateur. Cet élément The piston 2 comprises a piston head 5 which slides inside the cylinder rod 1 via seals 6 and through the bottom of the cylinder rod 1 by means of seals 8 At the end of the cylinder rod 1 is a connecting element 9 for attaching the accessories, for example a manipulator. This element

de raccordement 9 est orientable sur 360 . 9 is swiveling 360.

La tige de vérin 1 avec son fond 7 et le piston 2 avec la tète de piston 5 délimitent deux chambres o vont être admis, séquentiellement, des pressions pneumatiques. On rencontre ainsi une chambre arrière 10 et une chambre avant 11 qui sont alimentées en pression The cylinder rod 1 with its bottom 7 and the piston 2 with the piston head 5 delimit two chambers o will be admitted, sequentially, pneumatic pressures. There is thus a rear chamber 10 and a front chamber 11 which are fed with pressure

par des organes non représentés sur la figure. by members not shown in the figure.

Le fond 7 de la tige de vérin 1 est muni d'un prolongement 12 qui fait écrou 13 pour la vis à billes 4 et est équipé d'un plot 14 dont la proximité va être dectecté par les capteurs 16, du type inductif à proximité. La vis à billes 4 est disposée parallèlement à la tige 1 et est maintenue fermement en place par les blocs 15 et 17 solidaires de l'ensemble. A l'arrière est disposé un frein 18 électrique, & aimant permanent, de façon à assurer le blocage en rotation de la vis à billes 4 lorsque l'aimant est désactivé. Ce frein 18 est gouverné par les capteurs 16 disposés sur leur support 19 à volonté le long d'un tube 20 placé parallèlement à la vis à billes 4. Ces capteurs 16 peuvent être placés dans n'importe quelle position le long du tube 20. Si l'utilisateur change souvent de pas, des gabarits peuvent être utilisés pour le réglage de l'emplacement des The bottom 7 of the cylinder rod 1 is provided with an extension 12 which makes nut 13 for the ball screw 4 and is equipped with a stud 14 whose proximity will be detected by the sensors 16, of the inductive type in the vicinity. . The ball screw 4 is disposed parallel to the rod 1 and is held firmly in place by the blocks 15 and 17 integral with the assembly. At the rear is disposed an electric brake 18 & permanent magnet, so as to ensure the rotational locking of the ball screw 4 when the magnet is deactivated. This brake 18 is governed by the sensors 16 arranged on their support 19 at will along a tube 20 placed parallel to the ball screw 4. These sensors 16 can be placed in any position along the tube 20. If the user often changes steps, templates can be used to adjust the location of

capteurs 16, afin de gagner en rapidité et en souplesse. sensors 16, in order to gain speed and flexibility.

Par le double emploi de capteurs à position réglable et d'un gabarit, on permet une mise en position rapide de ceux-ci, ce qui donne un maximum de flexibilité By the double use of sensors with adjustable position and a template, it is possible to put them in rapid position, which gives a maximum of flexibility

à l'ensemble.to all.

Lorsque la proximité du plot 5 est détectée par un capteur 16, un signal d'arrêt agit sur le frein 18 qui bloque la rotation de la vis à billes 4, l'écrou 3 s'immobilise et, par voie de conséquence, la tige 1 s'immobilise également. Si désiré, le frein 18 peut être du type à verrou et immobiliser la tige 1 aussi longtemps qu'un signal contraire n'est pas donné. Par souci de sécurité, à l'arrêt, un équilibrage en pression des When the proximity of the stud 5 is detected by a sensor 16, a stop signal acts on the brake 18 which blocks the rotation of the ball screw 4, the nut 3 stops and, consequently, the rod 1 also stops. If desired, the brake 18 may be of the lock type and immobilize the rod 1 as long as a contrary signal is not given. For the sake of safety, at a standstill, a pressure balance of

chambres 10 et 11 est prévu.rooms 10 and 11 is provided.

Les capteurs 16 peuvent ètre d'un type mécanique, à micro-contact ou bien du type sans contact, par exemple inductif (comme décrit ci-dessus), capacitif The sensors 16 may be of a mechanical type, with a micro-contact or of the non-contact type, for example inductive (as described above), capacitive

ou à cellule.or cell.

Sur cette même figure, on a représenté une variante en pointillé comprenant, à l'extrémité de la vis à billes 4 et à l'arrière du frein électrique 18, un codeur rotatif incrémental 21. Les capteurs 16 sont supprimés, mais on garde avantageusement le tube 20 pour rigidifier l'ensemble. Le codeur 21 fournit un signal incrémental en fonction de la rotation de la vis 4; de la sorte, le nombre de pas peut être très important et la In this same figure, there is shown a dashed variant comprising, at the end of the ball screw 4 and the rear of the electric brake 18, an incremental rotary encoder 21. The sensors 16 are removed, but it is advantageously retained the tube 20 to stiffen the assembly. The encoder 21 provides an incremental signal as a function of the rotation of the screw 4; in this way, the number of steps can be very important and the

définition des pas très précise.definition of not very precise.

On peut prévoir deux amortisseurs, non représentés, fixés respectivement sur le piston 2 sur le bloc 12 pour offrir une sécurité complémentaire. On évite ainsi que, dans le cas d'une utilisation en simple vérin (sans arrêt intermédiaire) ou par suite d'une erreur de manipulation, l'ensemble ne vienne en butée à pleine One can provide two dampers, not shown, respectively fixed on the piston 2 of the block 12 to provide additional security. This avoids that, in the case of use as a single cylinder (without intermediate stop) or as a result of a handling error, the whole does not come into full stop

vitesse, en fin de course.speed, at the end of the race.

Pour le surplus, on se référera avantageusement & la demande de brevet français citée au début no 84.10485. Des paliers 22 et 23 maintiennent la tige le long de sa course et l'écartement entre ces paliers 22 et For the remainder, reference will be made to the French patent application cited at the beginning No. 84.10485. Bearings 22 and 23 hold the rod along its travel and the distance between these bearings 22 and

23 peut être réglé en fonction de la course totale. 23 can be set according to the total stroke.

- 6 -- 6 -

- 7 - 2588328- 7 - 2588328

La vis réversible 4 sert d'antirotation et d'arrêt de course pour la tige 1 de vérin. Le tube 20 The reversible screw 4 serves as anti-rotation and stroke stop for the cylinder rod 1. The tube 20

peut être creux, afin d'assurer le passage électrique. may be hollow, to ensure the electrical passage.

On aura compris qu'on a ainsi réalisé un vérin dont l'élément de guidage reste a l'intérieur lors de la sortie de la tige, d'o un encombrement des plus réduits. Cet élément assure l'antirotation et l'arrêt en tout point le' long de la course du vérin puisqu'il consiste en une vis prenant place dans un écrou solidaire de la tige. L'arrêt de la rotation de la vis entraîne l'arrêt de la course de la tige et, si on le désire, It will be understood that this has resulted in a cylinder whose guide element remains inside during the output of the rod, hence a small footprint. This element ensures the antirotation and stop at any point along the stroke of the cylinder since it consists of a screw taking place in a nut secured to the rod. Stopping the rotation of the screw causes the stalk to stop and, if desired,

l'immobilisation en ce point.immobilization at this point.

Le vérin, de par sa grande précision et sa compacité, trouve avantageusement son utilisation comme The cylinder, because of its high precision and its compactness, advantageously finds its use as

vérin pour manipulateurs et robots. jack for manipulators and robots.

8- 25883288-2588328

Claims

1. Stop cylinder at any point, comprising a rod (1) of a cylinder consisting of a tube sliding on a fixed piston (2), a housing (3) and at least one guide member preventing the rotation of the cylinder rod , characterized in that the guide element remains inside the housing (3) at the exit of the rod (1) of the cylinder and comprises a reversible screw (4) driven in rotation by the displacement of the rod ( 1), this reversible screw (4) being arranged externally and parallel to the fixed piston (2) and having a length substantially corresponding to the total stroke of the rod (1) of the cylinder, and in that the reversible screw (4) ) is equipped with a locking member (18) able to stop the

rotation for a given stroke of the cylinder rod (1).

2. Jack according to claim 1, characterized in that the bottom (7) of the cylinder rod comprises, arranged eccentrically and perpendicularly to its axis, an extension (12,13) which bears on the reversible screw (4) for rotate it during the

displacement of the rod (1) of cylinder.

3. Jack according to claim 2, characterized in that the extension (12,13) completely surrounds the

reversible screw (4).

4. Cylinder according to claim 1, characterized in that the locking member (18) locks the screw

reversible (4) when stopped.

- 9 - 2588328

5. Jack according to claim 1, characterized in that the locking member (18) is controlled by sensors (16) detecting the stroke of the rod (1) cylinder.

6. Jack according to claim 5, characterized in that the sensors (16) consist of inductive sensors which detect the proximity of a stud (14) formed on an extension (12) of the bottom of the rod (1)

surrounding the reversible screw (4).

7. Jack according to claim 3, characterized in that the sensors (16) are activated by contact with a stud (14) formed on an extension (12) of the bottom of the

rod (1) surrounding the reversible screw (4).

8. Cylinder according to claim 1, characterized in that the locking member (18) is controlled by a rotary encoder (21) placed at the end of the screw

reversible (4) behind the locking member (18).

9. Cylinder according to claim 1, characterized in that the reversible screw (4) is a screw & ball or to

rollers.

10. Cylinder according to claim 1, characterized in that the rod is held by bearings (22,23) of which

the spacing is adjustable at will.